妙用几何画板，探究物理实验

代赛瑾

妙用几何画板，探究物理实验

代赛瑾

几何画板（The Geometer's Sketchpad）软件是由美国Key Curriculum Press公司制作并出版的一款优秀教育软件，它的全名是“几何画板-21世纪的动态几何”。它能够动态地展现出几何对象的位置关系、运行变化规律。

“几何画板”窗口由题标栏、菜单栏、工具栏、绘图窗口等组成，工具栏组成依次是选择工具、画点工具、画线工具、画圆工具、文本工具和对象信息工具。它操作简单，与用word制作物理画板相比，其特殊性还在于这些图形是“灵活的”，可以任意组合、调节。教师只要发挥自己的聪明才智，将几何画板的使用技巧与物理学科结合起来，就能够创造性地开发出具有独特功能的优秀课件。

初中物理教学中几何画板在模拟力学运动、动态演示光路传播和凸透镜成像等方面的使用，改变了我们传统的一些教学方法，通过运用几何画板可以使学生能够迅速有效地掌握相关知识，从而使传统的教学方法发生根本性变革。教师可以充分利用它丰富而方便的创造功能编写出自己需要的教学课件。比如，初中物理凸透镜成像规律是学生感到难学的内容之一。

按照新课标要求，《凸透镜成像的规律》的教学主要是通过学生的实验“探究”得到凸透镜成像的规律，探究的结果一般分五种情况：u＞2f时，成倒立缩小的实像；u= 2f时，成等大倒立的实像；2f＞u＞f时，成倒立放大的实像；u=f时，不能成像；u＜f时，成正立放大的虚像。其实，如果仅仅通过学生实验，是很难得出这些结论的。原因至少有两点：学生怎么会想到要以2F点(u=2f)和F(u=f)点为界来做实验？如果是教师预先指定了以2F点和F点为界分五种情况来研究，也是不可能的，因为当蜡烛在2F点附近时，火焰和它的像都差不多相等；当蜡烛在F点时，在光屏上仍能看到一个特别大的像；当蜡烛在稍小于焦距的位置时，既能看到放大的虚像，也能看到放大的实像。这一切都会使那些越观察得仔细越是肯动脑的学生感到疑惑。真实的情况是学生实验时最多能观察到凸透镜能在光屏上成实像，还能成虚像。所以，学生做实验探究是无法得到那些规律的，绝大多数的教师都是在学生实验后再给学生讲解。这样不成功的实验打击了学生的学习兴趣，对于教师的说教，学生又持疑惑态度。此课若借助于几何画板则会使问题得到较好的解决。

教师可通过手动画板模拟实验效果：先制作可调焦距的凸透镜，然后制作实物、实光线及实像，最后制作虚光线和虚像，如下图。教师演示该课件时，可以用手动控制物体在光轴上的移动，动态演示出不同时候成像光路图，有物距、像距、焦距三者的动态变化规律，从而给学生直观的动态感受。

图用几何画板模拟的凸透镜成像

几何画板以其独特的优势特别是动态性使其在物理教学中发挥了重大的作用，它作为教学的一个辅助教学手段营造了良好的物理环境，通过一个个动态课件向学生展现了物理量变化过程和规律，培养了学生的思维能力，激发了学生学习的兴趣，使得教师的课程内容更加生动，更具感染力。

当然，任何软件都不是完美的，几何画板也不例外。几何画板虽然能够非常准确地模拟物理现象，但一般课堂上能做的物理实验不应直接用计算机模拟来代替。在教学条件不允许，实验无法做出或者效果不明显的情况下，教师可以借用几何画板与其他教学媒体设计软件结合，发挥各自优势，从而使教学效果达到最优化。

（作者单位：云梦县实验中学）

责任编辑 严芳